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背钻工艺详解 1.什么背钻？
: {( w" b6 m# o背钻其实就是控深钻比较特殊的一种，在多层板的制作中，例如12层板的制作，我们需要将第1层连到第9层，通常我们钻出通孔（一次钻），然后陈铜。这样第1层直接连到第12层，实际我们只需要第1层连到第9层，第10到第12层由于没有线路相连，像一个柱子。这个柱子影响信号的通路，在通讯信号会引起信号完整性问题。所以将这个多余的柱子（业内叫STUB）从反面钻掉（二次钻）。所以叫背钻，但是一般也不会钻那么干净，因为后续工序会电解掉一点铜，且钻尖本身也是尖的。所以PCB厂家会留下一小点，这个留下的STUB的长度叫B值，一般在50-150UM范围为好。 file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps1.png 6 S, F5 M7 Q1 t4 Q- {8 H4 ]
2.背钻孔有什么样的优点？ 5 x2 T6 w" `6 f9 p
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1）减小杂讯干扰； 3 ]; P. i" k" a" _
( m4 X* {" U/ h- p5 E 2）提高信号完整性； ' e }" u) H0 B/ A3 Y
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3）局部板厚变小；
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4）减少埋盲孔的使用，降低PCB制作难度。 : c* \) t5 Q& v
, s, ^+ }7 ~) o4 c, K# P3.背钻孔有什么作用？ : w8 T* j1 W# h" B% k' s F
背钻的作用是钻掉没有起到任何连接或者传输作用的通孔段，避免造成高速信号传输的反射、散射、延迟等，给信号带来“失真”研究表明：影响信号系统信号完整性的主要因素除设计、板材料、传输线、连接器、芯片封装等因素外，导通孔对信号完整性有较大影响。 & W) J% H9 o% E# ]7 }* l+ r: G
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4.背钻孔生产工作原理 " B7 E7 i. [5 u& D
依靠钻针下钻时，钻针尖接触基板板面铜箔时产生的微电流来感应板面高度位置，再依据设定的下钻深度进行下钻，在达到下钻深度时停止下钻。如图二，工作示意图所示 file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps2.png
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5.背钻制作工艺流程？
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2 o# h3 |6 x1 L* M: L" ` a、提供PCB，PCB上设有定位孔，利用所述定位孔对PCB进行一钻定位并进行一钻钻孔；
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b、对一钻钻孔后的PCB进行电镀，电镀前对所述定位孔进行干膜封孔处理；
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c、在电镀后的PCB上制作外层图形； 4 r2 d) y2 @( u& |; S6 }/ W
# q8 O' i/ I$ j% X7 I' ? d、在形成外层图形后的PCB上进行图形电镀，在图形电镀前对所述定位孔进行干膜封孔处理；
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e、利用一钻所使用的定位孔进行背钻定位，采用钻刀对需要进行背钻的电镀孔进行背钻；
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" N7 J0 n6 A1 s* S/ K+ g f、背钻后对背钻孔进行水洗，清除背钻孔内残留的钻屑。
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6. 如有电路板有孔要求从第14层钻到12层要如何解决呢？
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1）如该板在第11层有信号线，在信号线的两端有通孔连接到元件面和焊锡面，在元件面上将会插装元器件，如下图所示，也就是说，在该线路上，信号的传输是从元件A通过第11层的信号线传递到元件B。
file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps3.png + H; s2 n! o' w/ U+ ]
2）按第1点所描述的信号传输情况，通孔在该传输线路的作用等同于信号线，如果我们不进行背钻，则信号的传输路线如图五所示。 file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps4.png
/ U3 O% B; _) v* i* t' m& N 3）从第2点所描述的图中，我们可以看到，在先好传输过程中，焊锡面到11层的通孔段其实并没有起到任何的链接或者传输作用。而这一段通孔的存在则容易造成信号传输的反射、散射、延迟等，因此背钻实际上就是钻掉没有起到任何链接或者传输作用的通孔段，避免造成信号传输的反射、散射、延迟，给信号带来失真。 / N* J" e- i" `( L
# e' _$ L8 ?* _' |) ] `- U& |* ~由于钻孔深度存在一定的公差控制要求，以及板件厚度公差，我们无法100%满足客户绝对的深度要求，那么对于背钻深度的控制是深一点好还是浅一点好？我们对工艺的看法是宁浅勿深，图六。
file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps5.png
1 e7 f% ~# H3 F5 h+ J0 I& b7. 背钻孔板技术特征有哪些？ 5 v- T5 H9 D# {, ?/ [
, j! M1 s% I7 j/ @ 1）多数背板是硬板 4 f' z" [3 d, t1 f2 T- {
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2）层数一般为8至50层
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9 @& J1 V. x7 g3 O7 x o 3）板厚：2.5mm以上 # |% K) `7 b3 Q0 v
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4）厚径比较大
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5）板尺寸较大 1 h0 a0 k) M* d$ Y8 o
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6）一般首钻最小孔径>=0.3mm
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7）外层线路较少，多为压接孔方阵设计
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8)背钻孔通常比需要钻掉的孔大0.2MM & u' Z4 l! y3 N- G& G
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9)背钻深度公差：+/-0.05MM 6 s2 _% U |5 d q
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10)如果背钻要求钻到M层，那么M层到M-1（M层的下一层）层的介质厚度最小0.17MM 9 q8 i g* J* p
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% j/ q) ?8 [" K9 W6 Z: o+ i& e8.背钻孔板主要应用于何种领域呢？ + o; S: c, I" O: I
% c. E% ~4 x! }$ l1 Z# o3 p背板主要应用于通信设备、大型服务器、医疗电子、军事、航天等领域。由于军事、航天属于敏感行业，国内背板通常由军事、航天系统的研究所、研发中心或具有较强军事、航天背景的PCB制造商提供；在中国，背板需求主要来自通信产业，现逐渐发展壮大的通信设备制造领域。 2 u/ y+ q- P, }6 A( A i1 S
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在allegro中实现背钻文件输出 " b: @2 y0 N# }. ]- j/ ~ |( X
9 c6 G% z7 M7 [% W1 o9 i1.首先选中背钻Net，定义长度。在菜单栏中点Edit-Properties，打开对话框Edit property，如下图： file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps6.png
. ~) C) M p- u& Q2 Z/ I2.在菜单中点：Manufacturing→NC→ Backdrill Setup and Analysis，如下图：
file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps7.png 5 f# ^, E" [( m& k- C3 N: @
3.背钻可以从top层开始，也可以从Bottom层开始。高速信号上的连接管脚和VIA都需要做背钻。设置如下： file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps8.png file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps9.png
4 L* }" V8 T% ^9 S$ a4.钻孔文件如下：
file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps10.png # q: u: p5 P8 ?( P; L, M# ^$ d
5.将背钻钻孔文件和背钻钻孔深度的表格一起打包发给PCB厂，背钻深度表格需手动填写 file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps11.png file:///C:/Users/yx/AppData/Local/Temp/ksohtml22800/wps12.png 相关的一些属性Properties 2 D6 T- D6 L9 z6 _
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1、BACKDRILL_MAX_PTH_STUB(net)：在constraint manager里面需要给背钻的网络赋予BACKDRILL_MAX_PTH_STUB属性，只有设置了属性，软件才会识别为这个网络需要考虑背钻。在constraintmanager→net→general properties →worksheet→backdrill项，选择需要的项目并单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择change命令，输入maximum stub的值即可。Stub的计算原则为top和bottom两面的stub都会被计入到最大的stub长度里面。
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2、BACKDRILL_EXCLUDE属性：定义了这个属性后，相关的目标就不进行背钻，此属性可以赋给symbol，pin，via，甚至可以在建库的时候就附上属性。 * G$ g- X: G! x/ R
* S5 a( W/ _: U* O* K/ ]! D1 a3、BACKDRILL_MIN_PIN_PTH属性：确保最小的通孔金属化的深度 0 d' W6 J6 |% i% D; s
0 a' i6 n2 X+ @- ]3 p4、BACKDRILL_OVERRIDE属性：用户自定义backdrill的范围，这也是比较有用的一个方法，尤其是针对结构简单，背钻深度一致的设计。 $ t9 q4 u0 m" N7 G2 B" Z) H+ t
8 \2 J, C( t1 q6 P8 a- H/ x3 p5、BACKDRILL_PRESSFIT_CONNECTOR属性：这是针对压接件的设置属性，一般情况下，背钻会识别压接器件，不会从器件面背钻，如果要求两面背钻，压接器件必须赋予BACKDRILL_PRESSFIT_CONNECTOR属性。用于压接器件，要求单面或者双面背钻背钻时，指定这个参数后，背钻深度不会进入压接器件必需的有效连接区域。值<value1：value2>，其中values=pin contact range，这个值必须从压接器件厂家得到。 . `; U. N! [/ S! I0 X) G' u
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针对背钻的属性都设置完成后，就是对背钻的分析了，启动菜单命令：manufacture→NC backdrill setup and analysis，启动背钻界面分析窗口，选择new pass set，设置一些背钻的参数，分析之后会产生报告，有冲突的地方都会有详细说明。
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. [* F% m6 Y/ S w& u如果分析没有问题，那么背钻的设置就全部完成了， 需要在后处理的光绘输出阶段如NC-Drill legend和NC Drill的窗口中选择include backdrill，然后执行生成背钻钻孔孔位图和钻孔文件。 4 V* ?: E7 \. s
) e5 o: X' i% R# Q+ e注意PCB板厂的背钻深度工艺能力需要与厂家沟通。 6 p/ n; t" Q9 ]4 d8 q
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发表于 2024-3-26 09:02
